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天然刊发港大研讨金仓鼠试验提示新冠可气溶胶传达

放大字体  缩小字体 2020-05-16 13:57:25来源:腾讯健康 作者:责任编辑NO。郑子龙0371
研讨者发现,新冠病毒在仓鼠中的气溶胶传达是有用的,由于在触摸后1天一切露出的触摸仓鼠鼻洗液中都检测到感染性病毒,在触摸后3天病毒载量到达峰值。

疫情爆发以来,新冠病毒能否经过气溶胶传达一直是学术界的焦点之一。世界尖端期刊《天然》杂志最新刊发了香港大学团队的研讨显现:在金仓鼠动物模型试验中,新冠病毒是能够经过气溶胶传达的。

该论文以“加速评定文章”(Accelerated Article Preview)方式于当地时间5月14日在线宣布,题为Pathogenesis and transmission of SARS-CoV-2 in golden hamsters。该论文的通讯作者为香港大学李嘉诚医学院严慧玲(Hui-Ling Yen),论文作者还包含香港大学公共卫生学院教授潘烈文。

新冠病毒呈现之后,科研人员迫切需要适宜的小动物模型来支撑疫苗和医治的研制。研讨者报告了新冠病毒(SARS-CoV-2)在金仓鼠(金色叙利亚仓鼠)中的发病机理和感染性。免疫安排化学标明,金仓鼠接种病毒后2天和5天,其鼻粘膜、支气管上皮细胞和肺实变区域中存在病毒抗原。在接种病毒感染后7天,病毒敏捷铲除并有肺细胞增生。在金仓鼠十二指肠上皮细胞中也发现了病毒抗原,粪便中检测到病毒RNA。有必要留意一下的是,动物模型试验证明:新冠病毒能经过直触摸摸以及气溶胶从被感染金仓鼠有用地传到达天真金仓鼠。仓鼠笼子中经过物媒传达的功率较低。虽然在接种仓鼠的鼻洗液中接连14天检测到病毒RNA,但新冠病毒可传达时间短。接种感染和天然感染的仓鼠表现出显着的体重减轻,一切金仓鼠恢复后均能检测到中和抗体。这项结果标明,金仓鼠的新冠病毒感染特征类似于人类轻度感染的 特征。

论文指出,适宜的动物模型关于了解新冠肺炎的发病机理以及评价疫苗和医治候选药物至关重要。从前对SARS-CoV进行的动物研讨标明,病毒的刺突蛋白(S蛋白)与宿主的血管严重素转化酶2(ACE2)受体之间的相互效果,以及被感染目标的年纪和先天免疫情况在发病机理中有着重要的效果。

与SARS-CoV相同,SARS-CoV-2的S蛋白也运用ACE2受体(首要散布在肺和小肠的上皮细胞中)进入细胞进行病毒仿制。SARS-CoV-2与人ACE2的结合杰出,但与鼠ACE2的结合有限,这约束了近交系小鼠(inbred mice)在病毒研讨中的运用。

猕猴和表达人ACE2受体的转基因ICR小鼠被证明对SARS-CoV-2易感;可是,这些动物模型不那么简单取得。遭到SARS-CoV-2进犯的食蟹猕猴和恒河猴别离表现出有限的和中等的临床症状。被感染的转基因小鼠表现出中等程度的肺炎,并且在非呼吸安排中没有显着的安排学改动。据报道,从前发生的表达人ACE2受体的转基因小鼠虽然支撑支撑SARS-CoV在呼吸道上皮细胞中仿制,但由于转基因小鼠的脑中ACE2也是高表达,导致小鼠的死亡率还加入神经系统的病变的相关变量。

金仓鼠则是一种广泛运用的试验动物模型,此前研讨标明,SARS-CoV能够在其体内仿制,但MERS-CoV不能,这是由于MERS-CoV运用的是DPP4蛋白作为病毒进入细胞的首要受体,而非ACE2。

从前,对5周龄的金仓鼠的SARS-CoV(Urbani毒株)的接种研讨标明,病毒在其体内仿制才能强,在接种病毒2天后的肺中就能检测到病毒滴度峰值;在接种病毒7天后,金仓鼠就能敏捷铲除病毒。

不过接种病毒的金仓鼠并没有体重减轻或显着的疾病情况。一项后续研讨报告说,在金仓鼠中测验了不同的SARS-CoV毒株,发现SARS-CoV毒株之间的毒力差异。

据报道,用SARS-CoV(Frk-1菌株)对仓鼠具有致死性。Frk-1菌株与非致命性Urbani菌株的差异在于S2域中的L1148F骤变。仓鼠也能被其他呼吸道病毒感染,包含人偏肺病毒、人副流感病毒和甲型流感病毒,并或许支撑经过触摸途径或空气传达流感。人、猕猴、小鼠和仓鼠的ACE2蛋白的比对标明,仓鼠ACE2或许比鼠类ACE2更能有用地与SARS-CoV-2的S蛋白相互效果。在这里,研讨团队评价了SARS-CoV-2在4-5周大的雄性金仓鼠中的发病机理和触摸传达才能。

提示气溶胶传达动物模型试验

为了研讨SARS-CoV-2在仓鼠中经过气溶胶的传达才能,研讨者将供体(承受新冠病毒接种)仓鼠和天真仓鼠(健康仓鼠)别离放在两个相邻的铁笼中,在供体仓鼠接种病毒后1天,将两个笼子一起放置8小时,该试验如下:

供体仓鼠洗鼻液中的感染性病毒能够排毒6天,而病毒的RNA则可接连检测14天,也就是说,在后期,被感染的仓鼠不具有感染才能。如下图所示:

在接种病毒后2天、4天、6天的供体粪便样本中能检测到病毒RNA,但不是具有感染性的病毒,如下所示:

研讨者发现,新冠病毒在仓鼠中的气溶胶传达是有用的,由于在触摸后1天一切露出的触摸仓鼠鼻洗液中都检测到感染性病毒,在触摸后3天病毒载量到达峰值,如下图所示:

虽然未分离出具有感染性的病毒,但从感染的气溶胶触摸物的粪便样本中能接连14天检测到病毒RNA 14天,如下图所示:

触摸气溶胶的仓鼠在触摸后7 天显现出最大的体重减轻(平均值±SD,-7.72±5,42%,N = 3)。与供体仓鼠比较,气溶胶触摸仓鼠在鼻洗液中排出了适当数量的病毒。

SARS-CoV-2在金仓鼠中的发病机制

试验中,研讨者给金仓鼠鼻内感染了8 x 10的负4次方TCID50(50%安排细胞感染量)的新冠病毒(Beta-CoV / Hong Kong / VM20001061 / 2020病毒,GISAID#EPI_ISL_412028)。该病毒是从香港一位新冠肺炎患者的鼻咽抽吸物和咽拭子的Vero E6细胞中分离出来的。研讨者别离在金仓鼠接种病毒后的2天、5天、7 地利收集了鼻甲、脑、肺、心脏、十二指肠、肝脏、脾脏和肾脏安排,以监测病毒仿制和安排病理学改变。在接种病毒后第2地利,能检测到金仓鼠肺部病毒载量峰值,在接种病毒后5地利病毒载量开端下降。虽然能持续检测到高复制的病毒RNA,但在接种病毒后7天未检测到具有感染性的病毒。

感染性病毒载量在接种病毒后的2天到7天之间有显着差异(P = 0.019,邓恩的多重比较测验),但RNA病毒复制数没有差异(P = 0.076)。虽然在接种病毒后的2天和5地利检测到低复制的病毒RNA,但在肾脏中未检测到具有感染性的病毒。

安排病理学查看发现,在接种病毒后2天,有5-10%的肺中炎性细胞增多和实变。

在接种病毒后5天,则有15-35%的肺中炎性细胞增多。

在接种病毒后2天和5天检测到病毒抗原的区域,能够观察到单核细胞滋润。SARS-CoV-2的N蛋白的免疫安排化学标明,在接种病毒后2天,金仓鼠的支气管上皮细胞中存在病毒抗原(下图的箭头所指方位)。

在接种病毒后5天,其发展为肺细胞(下图的箭头所指方位)。

接种病毒后7天,30-60%的肺部实变,如下图所示:

可是,没有检测到病毒抗原如下图所示:

而2型肺细胞增生则很显着,如下图所示:

接种病毒后5天在支气管周围区域检测到CD3阳性T淋巴细胞,这或许有助于快速铲除受感染的细胞,如下图所示:

鼻甲中有炎性细胞滋润,如下图所示:

鼻上皮细胞和鼻粘膜的嗅觉感觉神经元中检测到病毒抗原,如下图所示:

在表达SARS-CoV的N蛋白和神经元特异性β-III微管蛋白的细胞中进一步确认了嗅觉神经元中的感染,如下图所示:

与对照组比较,接种病毒感染后2天金仓鼠的鼻粘膜嗅觉神经元数量削减,如下图所示

接种病毒后7天,鼻上皮细胞衰减显着,如下图所示:

然后在接种病毒后14天可观察到安排修正,如下图所示:

虽然十二指肠上皮细胞不存在炎症,如下图:

但在接种病毒后2天从十二指肠上皮细胞中检测到病毒抗原,如下图所示:

接种病毒后5天,从脑、心脏、肝脏和肾脏均未观察到显着的安排病理学改变,如下图所示:

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